Optimal distillation of photonic indistinguishability
针对光子不可区分性不足限制量子技术性能的问题，提出考虑多光子效应、模式数最少且成功概率优化的三光子蒸馏协议，经实验验证可在有限资源下实现多场景不可区分性蒸馏，提升蒸馏技术的实用价值。
2025-09-02 quant-ph
Experimental quantification of genuine four-photon indistinguishability
光子不可逆性在信息处理中起着重要作用，其应用包括线性光学量子计算和计量学。然后，有必要开发适当的工具来量化多粒子场景中这种资源的数量。在这里，我们报告了一个四光子实验中的线性光学干涉仪设计，同时估计三对光子之间的不可逆性的程度。干涉仪的设计免除了对参量下转换源的预示的需要，从而产生高效且可靠的光学方案。然后，我们使用最近提出的理论框架来量化真正的四光子不可区分性，并获得三个未测量的双光子重叠的界限。我们的研究结果与理论高度一致，并代表了一种新的资源有效的多光子干涉的表征技术。
2019-07-02 quant-ph
Enhancing Photon Indistinguishability of Spectrally Mismatched Single Photons by Cavity Floquet Engineering
本文提出利用腔QED中的Floquet工程光学频率梳，以与光谱失配相等的调制频率周期调制单光子态，能量守恒地制备单光子频率梳态，从而将光谱失配单光子的不可区分性提升至理想HOM干涉可见度。
2025-07-03 quant-ph
Tailoring indistinguishability of photons using longitudinal spatial coherence
本文提出通过操控双光子的纵向空间相干性来控制光子不可区分性，实验证明改变纵向空间相干性可调节 Hong-Ou-Mandel 凹陷宽度，突破了仅依赖频率宽度的传统认识。
2025-02-10 quant-ph
Role of indistinguishability and entanglement in Hong-Ou-Mandel interference and finite bandwidth effects of frequency entangled photons
本文从理论上研究了Hong-Ou-Mandel干涉实验中的不可逆性与量子纠缠的关系，并将这些量子力学原理与纠缠单偶定理联系起来。利用Glaubers的量子相干性理论，计算了频率纠缠光子HOM干涉的探测统计，并在符合探测概率中发现了一个新的附加项，它与有限带宽效应引起的光子的光谱不可分辨性有关，因此与低频分离或大的单光子带宽的限制有关。与以前的工作相比，在这种情况下，我们对待所有的光子自由度（DOF）的平等地位。
2022-11-19 quant-ph
Indistinguishability of photonic qubits emitted from trapped $^{40}$Ca$^+$ ions via pulsed excitation
Fachrichtung Physik, Universität des Saarlandes（萨尔兰州立大学物理系）；Zentrum für Quantentechnologien (QuTe), Universität des Saarlandes（萨尔兰州立大学量子技术中心）；Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST)（卢森堡科学与技术研究所）
研究利用纳秒级激发脉冲从两个捕获的$^{40}$Ca$^+$离子产生的拉曼光子的不可区分性，揭示了自发散射回初始态对Hong-Ou-Mandel干涉的影响，并确定了平均回退次数作为与两个相同发射器光子干涉可见度相关的可测量单发射器量。
2026-05-28 quant-ph
Indistinguishability of single Raman photons from single atoms
Universität des Saarlandes（萨尔兰大学）；Zentrum für Quantentechnologien (QuTe), Universität des Saarlandes（萨尔兰大学量子技术中心）
本文理论研究了囚禁钙离子拉曼散射产生单光子的不可区分性，揭示自发回衰变对HOM干涉的影响，并优化脉冲权衡光子产率与不可区分性，比较离子种类用于长距离纠缠交换。
2026-09-15 quant-ph
Experimental control of remote spatial indistinguishability of photons to realize entanglement and teleportation
在遥远的地方，完全相同的子系统作为直接可控的量子资源的远程空间不可逆性还没有得到实验证明。我们设计了一个能够通过独立地调节两个光子在两个遥远区域的空间分布来调节两个光子的空间不变性的装置，这导致了从不相关光子开始的偏振纠缠。纠缠的量唯一地依赖于远程空间不可分割性的程度，量化的熵措施$\mathcal{I}$，这使得隐形传态与经典阈值以上的量子数。该实验利用全同量子子系统的固有性质实现了一个基本的非定域纠缠门。
2020-03-24 quant-ph
Witnessing genuine multi-photon indistinguishability
玻色子干涉是一种基本的物理现象，它被认为是量子计算优势的核心。因此，有必要开发实用的工具来见证它的存在，无论是对量子源的可靠评估还是基础研究。在这里，我们描述了如何线性干涉仪可以用来明确地见证真正的n-玻色子不可分割性。违反建议的证人的数量限制的程度多玻色子的不可解释性，我们还提供了一个新的直观模型，使用集合论。我们实验性地实现了这个测试，以约束我们使用参数下转换准备的状态中的3光子不可逆性的程度。我们的方法为实际的光子应用提供了一个方便的工具，并可能激发我们采用的操作框架的基础上进一步的根本性进展。
2018-04-04 quant-ph
Simultaneous quantum estimation of phase and indistinguishability in a two photon interferometer
随着近年来量子技术的快速发展，对高灵敏度测量技术的需求已成为关键问题。特别地，基于光的量子态的光学传感器已被证明是用于高精度干涉测量的最佳资源。然而，它们的性能可能会受到噪声或缺陷的严重影响。在这项工作中，我们得到的量子费舍尔信息矩阵相关联的同时估计的干涉相位和不变性特征的探测状态组成的一个偶数的光子。我们发现，在一个单一的设置，并执行一个实验的基础上，一对光子与未知程度的不可分割性进入一个双端口干涉仪的最佳测量达到最终的精度为两个参数。
2023-03-27 quant-ph
Remote entanglement distribution in a quantum network via multinode indistinguishability of photons
量子网络依赖于远距离节点之间的纠缠分布，通常通过交换过程实现。然而，纠缠交换在实践中是一项艰巨的任务，主要是因为纠缠光子源的有效性有限，以及实现该过程所需的Bell态测量。在这里，我们实验激活一个远程分布的双光子偏振纠缠取代初始纠缠对和传统的贝尔状态测量的需要。这种替代过程的实现要归功于网络中三个独立节点中四个独立光子的受控空间不可分辨性，这使我们能够在作为触发器的中心节点中执行局部化的产品状态测量。该实验证明了全同粒子固有的不可分割性为多节点光子量子网络中可行的量子通信提供了新的标准。
2022-09-15 quant-ph
Quantum Nonlocality and Indistinguishability
本文讨论了纠缠对中一个“爱管闲事”的光子与另一个光子不可区分时如何影响Einstein Podolsky Rosen（EPR）实验的结果。这就清楚地表明了场的概念比粒子的概念更重要。
2018-05-16 quant-ph
Improving the Indistinguishability of Single Photons from an Ion-Cavity System
我们研究了从耦合到光腔的囚禁离子中产生不可分辨的单光子的方案，这是量子网络的一个关键特征。通过选择腔辅助拉曼跃迁的初始状态，我们抑制了自发发射的不利影响，目前在类似的系统中，在以前证明的计划。在新方案的Hong-Ou-Mandel干涉测量中，我们测量到72（2）%的可见度，而对于具有类似参数的常用方案，其可见度为51（2）%。像这里展示的方案在分布式量子计算和通信中有应用，在这些领域中，高量子效率至关重要，并且依赖于单光子的相互不相容性。
2020-08-10 quant-ph
Near-unity indistinguishability of single photons emitted from dissimilar and independent atomic quantum nodes
本文利用完全阻塞的冷里德堡系综与DLCZ量子存储器两类独立原子节点，实现94.6±5.2%的高单光子不可区分度，为高效高保真量子网络互连奠定基础。
2024-06-12 quant-ph
Improving On-Demand Single Photon Source Coherence and Indistinguishability Through a Time-Delayed Coherent Feedback
本研究针对单光子源相干性与不可区分性提升需求，在可扩展波导系统中引入延时相干反馈方案，经量子轨迹模型仿真验证，可将不可区分性最高提升57%，同时抑制片外衰减和纯消相的不利影响。
2024-10-07 quant-ph
Limitations on the indistinguishability of photons from remote solid state sources
在目前的工作中，我们推导出一种形式主义，可用于预测和解释的时间结构和可实现的双光子干涉（TPI）实验，使用光子从两个单独的来源。该治疗特别解决了来自固态量子发射器的光子，这些光子通常受到纯失相（PD）和光谱扩散（SD）的影响。因此，它包括相位和发射频率抖动的影响，除了不同的辐射寿命和相对的光谱失谐的影响。虽然治疗主要是针对干涉实验后，宏欧曼德尔（HOM），我们还提供了适用于任意线性光闸，这依赖于TPI的广义方程。
2018-07-12 quant-ph
The origin of indistinguishability of quantum features in an interferometric system
最基本的量子特性之一是分束器上的双光子强度相关性，导致光子聚束到任一输出端口。根据量子力学的传统理解，光子在分束器上聚束的根源在于，即使没有对成对光子相位信息的明确定义，也会导致光子之间的不可分辨特性，从而导致破坏性的量子干涉。在这里，一个完全不同的方法，提出了相同的量子功能，其中一个强大的相互相位依赖性是光子聚束的非经典功能的基本要求。这种确定的相位关系现在被理解为这种量子特征的起源，该量子特征是由光子-BS系统的相位基叠加产生的，从而导致光子的不可区分性。以单输入端口BS系统的相干模型为代表，对马赫-曾德干涉仪的扩展方案进行了额外分析，以验证量子特征中禁戒相基叠加的有效性。
2021-10-27 quant-ph
Effect of dispersion on indistinguishability between single-photon wave-packets
激光脉冲在色散介质中传输时，其时间-光谱轮廓不可避免地会发生变化。虽然这种色散效应在经典光学中已经得到了很好的研究，但它对单光子波包的影响，即，单光子的物质波还没有完全被揭示出来。本文研究了色散对单光子波包在HOM干涉中不变性的影响。通过对两个不可分辨的单光子波包进行色散处理，观察到HOM干涉仪两条光路的二阶色散之差可以映射到干涉曲线上，表明：（1）在两条光路的色散效应量相同的情况下，HOM干涉曲线必须仅由波包之间的固有不变性确定，即，由于费曼路径之间的不可分割性，色散抵消;（2）两个路径中的不平衡色散效应不能被抵消，并且会加宽干涉曲线，从而提供了一种测量二阶色散系数的方法。我们的研究结果有助于我们更全面地理解单光子波包，并为探索HOM干涉的进一步应用铺平了道路。
2020-11-11 quant-ph
On the Purity and Indistinguishability of Down-Converted Photons
自发参量下转换产生的光子是量子信息科学中最有用的资源之一。它们的两个最重要的特性是纯度和不可吸收性，这决定了它们作为资源的有用性。我们展示了如何通过使用单对源的Hong，Ou和Mandel（HOM）类型的干扰来访问这些特性。我们还提供了简单直观的分析公式，以提取其值从深度的干涉图案。通过与实验结果和数值模拟的比较，证明了这些表达式的有效性。这些结果为设计SPDC源和表征它们发射的量子态提供了必要的工具，这将在发展复杂的量子光子实验中发挥越来越重要的作用。
2012-11-01 quant-ph
Quantifying n-photon indistinguishability with a cyclic integrated interferometer
我们报告了一种通用的方法来衡量真正的不可分割的n-光子-一个关键的参数，决定了光学量子计算的准确性。我们的方法依赖于一个低深度的循环多端口干涉仪与N = 2n模式，导致量子干涉条纹的可见性是一个真正的n-光子不可逆性的直接测量。我们用飞秒激光微加工和量子点单光子源的四个光子制作了一个8模集成干涉仪，实验证明了这种技术。我们测量的四光子不可逆性高达0.81 $\pm$ 0.03。当我们有意地改变光子成对不可逆性时，该值会减小。低深度和低损耗的多端口干涉仪设计提供了一个有效的和可扩展的路径，以评估真正的不可分割的资源状态的光子数增加。
2022-01-31 physics.optics quant-ph
Probing the indistinguishability of single photons generated by Rydberg atomic ensembles
我们研究了冷原子系综中从集体里德伯激发中获得的单光子的不可逆性。里德伯自旋波是由非共振双光子激发到里德伯态或里德伯电磁诱导透明产生的。为了评估所产生的单光子的不可逆性，我们在单光子和弱相干态光之间进行了Hong-Ou-Mandel实验。我们分析了作为检测窗口的函数的单光子的不可分辨性，并且对于由非共振激发产生的光子，我们推断不可分辨性的高值从全波形的89%到小检测窗口的98%。以同样的方式，我们也调查了第一次由里德堡EIT产生的单光子的不可逆性，显示值低于相应的非共振激发产生的单光子。这些结果对于里德伯原子作为量子网络节点的应用是有意义的。
2020-11-13 physics.atom-ph quant-ph
A solid-state entangled photon pair source with high brightness and indistinguishability
高质量纠缠光子对的产生一直是现代量子通信和量子计算的一个重要目标。迄今为止，最广泛使用的纠缠光子对是由自发参量下转换产生的，这是一个本质上具有概率性的过程，因此属于低对产生率的范围。相比之下，半导体量子点可以通过级联辐射衰减过程生成触发的纠缠光子对，并且不会受到源亮度和多对生成之间的任何基本权衡的影响。然而，同时具有高的光子提取效率，高程度的纠缠保真度和光子不可逆性的源尚未报道。在这里，我们提出了一个纠缠光子对源，具有高亮度和不可分辨性，通过确定性地嵌入GaAs量子点的宽带光子纳米结构，使Purcell增强发射。我们的源产生纠缠光子对，记录对收集概率高达0.65（4）（单光子提取效率为0.85（3）），纠缠保真度为0.88（2），不可逆性为0.901（3）和0.903（3），这立即为推进量子光子技术创造了机会。
2019-03-04 quant-ph
Semi-device independent characterization of multiphoton indistinguishability
Sapienza Università di Roma（罗马大学）；International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术国际实验室）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche (IFN-CNR)（国家研究委员会光子学与纳米技术研究所）；Ephos, Inc.（Ephos公司）
本文提出了一种基于光子成团和光子数方差测量的半设备无关方法，用于表征多光子不可区分性，展示了其在光子器件规模化中的实用性。
2024-04-29 quant-ph
Mitigating indistinguishability issues in photon pair sources by delayed-pump Intermodal Four Wave Mixing
针对集成光子源因制造缺陷导致的光谱不可区分性问题，提出通过波导锥化和泵浦延迟控制为延迟泵浦IFWM源增加光谱可调性，可在实际制造公差下实现99.5%以上的独立源不可区分性。
2022-01-03 quant-ph
Optimizing photon indistinguishability in the emission from incoherently-excited semiconductor quantum dots
大多数光量子器件需要确定性的单光子发射器。到目前为止，在固体状态下证明的方案意味着能量弛豫，这往往会破坏时间演化的相干性，并随之破坏光子的不可逆性。我们的理论研究集中在嵌入微腔中的半导体量子点。简单和一般的关系之间的光子不可逆性和收集效率。关键参数及其相互作用的识别为设备优化提供了明确的指示。
2005-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Indistinguishability-induced classical-to-nonclassical transition of photon statistics
光子统计是研究量子相干性和量子信息技术的关键性质之一。在这里，我们讨论了光子不可逆性引起的聚束效应，它可以显着改变光子统计。通过测量由单光子态和弱相干态组成的混合光子态的二阶相干度，通过改变双光子态的不可逆性，实验证明了从经典行为到非经典行为的统计跃迁.该研究将有助于我们理解和控制光子统计，为量子光学相干和量子信息应用提供一种方法。光子不变性是多体量子相干性的一个重要参数。
2017-07-28 physics.optics quant-ph
Optimal photonic indistinguishability tests in multimode networks
粒子不变性是量子统计学的核心，量子统计学调节着固体的电子能带结构、玻色-爱因斯坦凝聚和超导等基本现象。此外，在实际应用中，如线性光量子计算和模拟，特别是玻色子采样设备是必要的。因此，至关重要的是开发工具来证明多个源之间的真正多光子干涉。在这里，我们表明，所谓的西尔维斯特干涉仪是接近最佳的任务，区分可区分和不可区分的光子的行为。我们报告的第一个实现的集成西尔维斯特干涉仪与4和8模式的高效，可扩展和可靠的三维架构。我们进行双光子干涉实验，能够识别不可区分的光子行为与贝叶斯方法，使用非常小的数据集。此外，我们采用实验这种新的设备进行评估散射玻色子采样。这些结果开辟了道路西尔维斯特干涉仪的应用程序的多光子干涉实验的最佳评估。
2017-10-11 quant-ph
Optimal interferometric certification of multi-photon indistinguishability
Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术实验室）；Center for Quantum Enabled-Computing, Center for Theoretical Physics of the Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心量子使能计算中心）；Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）
本文提出两种高效实验协议，利用傅里叶干涉仪或随机线性光学干涉仪结合光子计数，以最优样本复杂度认证多光子不可区分性保真度，无需先验假设，基于Hong-Ou-Mandel测试的多光子推广，使严格认证成为可能。
2026-09-30 quant-ph
Harnessing Photon Indistinguishability in Quantum Extreme Learning Machines
本研究提出一种利用不可区分光子对和多模光纤的量子极限学习机协议，通过图像分类实验与模拟验证了光子数量增加带来的量子优势，且性能提升源于特征空间维度与表达能力的增强。
2025-05-16 quant-ph
Coherence and path indistinguishability for the interference of multiple single-mode fields
对于两个单模光场的干涉，一个众所周知的结果是，当我们考虑单个光子的探测时，相干度和不相干度是相同的。本文给出了在只对单光子探测感兴趣的情况下，考虑多个单模场干涉时，相干度、路径不变性与条纹可见度之间的关系。我们还将提到如何玻恩的规则的干扰多个来源是反映在这些结果。
2020-08-10 quant-ph
Broadband indistinguishability from bright parametric downconversion in a semiconductor waveguide
半导体布拉格反射波导（BRW）中的参量下变频（PDC）通常用于电信范围内的光子对产生。与许多传统的PDC源相反，BRW提供了在正交偏振中创建光谱宽带但不可区分的光子对的可能性，所述正交偏振同时包含高频纠缠。我们探讨了同向传播的双光束在第二类脊BRW中产生的特性。我们的PDC源是明亮而高效的，这是其性能的基准，并证明其在量子光子学中的进一步应用是合理的。然后，我们检查的孪生光束的合并，并调查其不可避免的多光子的贡献上观察到的光子聚束的效果。我们的研究结果表明，BRW具有产生宽带不可分辨光子对以及多光子态的巨大潜力。
2015-07-20 quant-ph
Temporal Coherence and Indistinguishability in Two-Photon Interference Effects
我们表明，时间双光子干涉效应涉及的信号和空闲光子的参数下转换创建的可以充分表征的两个长度参数的变化-称为双光子路径长度差和双光子路径不对称长度差-我们使用六个不同的长度参数，一般的双光子干涉实验涉及。我们进行的实验中，这两个参数的变化的影响可以独立控制和研究。在我们的实验装置中，它不涉及混合的信号和空闲光子在分束器，我们进一步报告的洪-欧-曼德尔（HOM-）一样的效果，在符合和单光子计数率的观察。作为一个重要的结果，我们认为，HOM和HOM样的效果是最好的描述作为双光子路径不对称长度差的函数的双光子相干性如何变化的观察。
2008-02-11 quant-ph
Indistinguishability of remote quantum dot-cavity single-photon sources
本研究通过确定性制造技术和电学调谐实现了半导体量子点微柱腔远程单光子源的光谱匹配，在Hong-Ou-Mandel干涉实验中创下了44±1%至69±1%的远程不可分辨度记录，并指出剩余可分辨性主要源于低频噪声。
2024-12-20 quant-ph
Extracting the photon indistinguishability error from measurable quantum observables
University of Twente（特温特大学）；NASA Ames Research Center（美国国家航空航天局艾姆斯研究中心）
本文提出了一种从Hong-Ou-Mandel干涉测量中提取光子不可区分误差的方法，适用于多种单光子源。
2025-12-16 physics.optics quant-ph
Single-shot characterization of photon indistinguishability with dielectric metasurfaces
本文提出一种静态介质超表面光栅，实现无需相位锁定的多端口变换，从而单次表征双光子在时间、光谱、空间和偏振等多自由度的不可区分性，实验保真度超98.4%。
2024-04-11 physics.optics quant-ph
Cavity-enhanced photon indistinguishability at room temperature and telecom wavelengths
针对室温下电信波段单光子不可区分性难以实现的问题，提出利用光纤基微腔与单个纳米管缺陷的非相干良好腔耦合方案，使光子不可区分性较自由空间提升两个数量级以上，为优化非经典光源提供了有前景的策略。
2024-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Perfect photon indistinguishability from a set of dissipative quantum emitters
基于半导体量子点（QD）平台的单光子源（SPS）由于存在强退相过程而被限制在低温（T）操作。尽管量子点在光学腔中的集成提供了其发射特性的增强，但在高T下保持高不可逆性（I）的技术要求超出了现有技术的水平。最近，新的理论方法通过实施双偶极耦合发射极系统显示出有希望的结果。在这里，我们已经开发了一个理论来估计我在一个双发射系统与强退相耦合到光子腔。我们已经得到了一个解析表达式，预测腔的限制取决于发射器之间的距离。此外，我们开发了一种替代的解释，我提供了一个更大数量的发射器的系统insigths。我们使用机器学习优化程序找到了五个发射器系统中最大I的最佳配置，该程序对林德布拉德方程进行建模，并提供每个发射器的最佳位置以最大化I。优化的配置提供了完美的I，同时放松腔的要求，以更实验可访问的值。
2022-05-16 quant-ph
Photonic indistinguishability of the tin-vacancy center in nanostructured diamond
金刚石中的锡空位中心由于其高量子效率、大德拜-沃勒因子以及与光子纳米结构的兼容性，是很有希望的自旋光子界面。对它们的单光子不可逆性进行基准测试是未来应用的关键挑战。在这里，我们报告的单光子产生的$99.7^{+0.3}_{-2.5}\%$纯度和$63(9)\%$的不可逆性从谐振激发的锡空位中心在单模波导。我们获得了具有$77.1(8)\%$保真度的$1.71(1)$ -ns-长$π$-脉冲的光跃迁的量子控制。适度的Purcell增强因子12将增强对$95$的不可逆性。所示出的大于$100$ ms的光谱稳定性将使得能够生成高达$10^6$的相同光子的串。
2022-06-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancement of the indistinguishability of single photon emitters coupled to photonic waveguides
实现大规模量子光子学的主要步骤之一是将单光子源（SPS）与光子集成电路（PIC）集成在一起。为此目的，PIC应提供有效的光耦合和光子不可吸收性的高度保持。因此，通过波导设计来优化不可逆性是特别相关的。在这项工作中，我们已经开发了一个分析模型来计算的耦合和不可逆性的一个理想的点源量子发射器耦合到光子波导取决于源的方向和位置。该模型已通过时域有限差分（FDTD）模拟显示一致的结果进行了数值评估。当发射器嵌入波导的中心时实现最大耦合，但有些令人惊讶的是，当发射器放置在波导的边缘时，最大不稳定性出现，在该边缘处，由于表面不连续性，电场更强。
2021-03-02 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Electric-field control of photon indistinguishability in cascaded decays in quantum dots
本文提出通过外加电场调控量子点双激子-激子级联跃迁的寿命比，从而提升级联发射光子的不可分辨性，实验表明其不可分辨性随电场增强而提高且线宽保持接近变换极限，有利于多光子干涉应用。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Hong-Ou-Mandel experiment: from photon indistinguishability to continuous variables quantum computing
我们广泛地讨论了红欧曼德尔实验采取一个原始的相空间为基础的观点。为此，我们分析时间和频率变量作为量子连续变量，与大质量粒子的位置和动量或电磁场的求积完全相似。我们将讨论如何使用这个实验来直接测量时频维格纳函数，并在这些变量中实现逻辑门。我们还简要地讨论了量子/经典方面的实验提供了一个一般的表达强度的相关性，明确了经典的Hong-Ou-Mandel像倾角和量子之间的差异。在整个手稿中，我们将经常关注并参考基于AlGaAs波导通过自发参数下转换发射光子对的特定系统，但我们的结果可以扩展到其他类似的实验系统和不同的自由度。
2022-06-03 quant-ph
Quantum Erasure by Transverse Indistinguishability
我们表明，双缝和双光子的第一个实验中发现的巧合可以被理解为量子擦除器。"哪条路“信息通过双共轭光束中的模式滤波获得的横向不可擦除性而被擦除。提出了一种基于相同方案的延迟选择量子擦除器。
2000-09-28 quant-ph
Numerical optimization of a nanophotonic cavity by machine learning for near-unity photon indistinguishability at room temperature
室温（RT），在芯片上确定性产生不可分辨光子耦合到光子集成电路是量子光子应用的关键。然而，由于大多数确定性单光子源（SPS）的固有失相，在RT下难以获得高的不可分辨性（I）。在这里，我们对混合缝隙布拉格纳米光子腔的设计和优化进行了数值演示，该腔在RT下为各种单光子发射器实现了理论上接近1的I和高耦合效率（\b{eta}）。我们的数值模拟预测的模式体积在10-3（λ/2n）3的顺序，允许强耦合的量子光子发射器，可以异质集成。我们表明，高I和\b{eta}应该是可能的微调的品质因数（Q）取决于单光子发射器的固有特性。此外，我们基于深度神经网络和遗传算法（GA）的组合进行机器学习优化，以进一步将模态体积减少近三倍，同时放松强耦合所需的狭槽宽度的严格尺寸。优化的器件具有20 nm的槽宽。该设计要求制造分辨率在当前最先进技术的极限内。此外，高I和\b{eta}的条件要求量子发射器的定位精度在纳米级。虽然该提议不是一个可扩展的技术，但它可以适用于单光子操作的实验演示
2022-04-11 quant-ph
On-demand semiconductor source of entangled photons which simultaneously has high fidelity, efficiency, and indistinguishability
量子光学和可扩展光子量子技术的一个突出目标是开发一种源，每次发射一个且只有一个纠缠光子对，同时具有高纠缠保真度，提取效率和光子不可分割性。利用相干双光子激发单个InGaAs量子点与Purcell因子高达11.3的环形布拉格光栅牛眼腔耦合，同时产生了态保真度为0.90（1）、对产生率为0.59（1）、对提取效率为0.62（6）、光子不可逆性为0.90（1）的纠缠光子对。我们的工作将在高效率多光子实验和固态量子中继器中开辟许多应用。
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Making entangled photons indistinguishable by a time lens
我们提出了一个应用程序的量子时间成像恢复的信号和闲频光子产生的第二类自发参量下转换与脉冲宽带泵浦的不可逆性。已知在这种情况下，信号光子和闲频光子具有不同的光谱和时间特性。这种效应分别降低了它们的不可分辨性和Hong-Ou-Mandel干涉的可见性。我们证明了在干涉仪的一个臂上插入一个时间透镜并适当地选择其放大倍数，可以恢复信号光子和闲频光子的完全不相干性，并且在时间透镜的高焦群延迟色散的限制下，可以提供100%的Hong-Ou-Mandel干涉的可见性。
2023-03-07 quant-ph
Phonon limit to simultaneous near-unity efficiency and indistinguishability in semiconductor single photon sources
半导体量子点最近已经成为一个领先的平台，可以有效地产生高度不可分辨的光子，这项工作解决了这些固态光源最终有多好的问题。我们建立了晶格弛豫在这些系统中的关键作用，在不可逆性和效率之间的权衡。我们分析了最常用的两种源架构：嵌入波导中的量子点和耦合到光学腔的量子点。对于波导，我们表明，宽带Purcell效应的结果在一个简单的反比关系，其中的不可逆性和效率不能同时增加。对于腔体，Purcell增强的频率选择性导致更微妙的折衷，其中不可扩展性和效率可以同时增加，尽管通过相同的机制而不是任意地，将具有接近统一不可扩展性（$>99$ \%）的源限制为对于实际参数的约96\%的效率。
2019-07-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-particle quantum interference in a nonlinear optical medium: a witness of timelike indistinguishability
研究将Hong-Ou-Mandel效应扩展至非线性光学体系，通过参量下转换晶体实现类时量子干涉，实验证实透射与重生光子对的相消干涉导致单对光子检测概率受抑，为生成多模量子非高斯态提供新工具。
2025-02-03 quant-ph
Near-unity indistinguishability single photon source for large-scale integrated quantum optics
集成单光子源是实现用于量子信息处理的可扩展设备的关键构件。对于这样的应用，需要芯片上的高度相干和不可区分的单光子。在这里，我们报告了一个触发共振荧光单光子源的基础上，在（Ga）As/GaAs量子点耦合到单模和多模脊波导。我们证明了在多模（单模）波导器件满足多干涉量子光学应用的严格要求的情况下，产生具有99.1%（96.0%）单光子纯度和97.5%（95.0%）不变性的高度线性偏振的共振荧光光子。我们的集成触发单光子源可以很容易地放大，有望为片上线性光学量子模拟，量子计算和量子网络的现实途径。
2019-04-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable performance in solid-state single-photon sources
高亮度、高单光子纯度和高抗干扰性是理想光子源的要求。定义在第一个收集透镜的亮度，这些属性已被同时证明与固态源，但绝对源效率保持接近1%的水平，和不可逆性只证明了连续发射的光子在几纳秒尺度。在这里，我们采用确定性的量子点-微柱器件来展示具有可扩展性能的固态单光子源。在一个设备中，在14%的单模光纤的输出的绝对亮度和97.1-99.0%的纯度被证明。当非共振激发时，它会发出一长串光子，即使在33个连续发射的光子之间相隔400 ns之后，也会表现出高达70%的不可分辨性--高于经典极限50%。在其他设备中的共振激发导致接近最佳的不可逆性值：在短时间尺度下为96%，在39个发射光子后，在长达463 ns的时间尺度下保持在88%。我们的设备所获得的性能使固态源进入适合可扩展实施的状态。
2016-04-14 quant-ph
On-Demand Single Photons with High Extraction Efficiency and Near-Unity Indistinguishability from a Resonantly Driven Quantum Dot in a Micropillar
可扩展的光子量子技术需要同时具有高纯度，不可扩展性和效率的按需单光子源。然而，这些关键特征仅在以前的实验中单独证明。在这里，通过对Purcell增强的量子点-微柱系统的s-壳层脉冲共振激发，我们确定性地产生共振荧光单光子，其在π脉冲激发下具有66%的提取效率、99.1%的单光子纯度和98.5%的光子不可逆性。这种单光子源首次结合了高效率和近乎完美的纯度和不可逆性，从而为半导体量子点的多光子实验开辟了道路。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Demonstration of Controllable Temporal Distinguishability in a Three-Photon State
多光子干涉是最近提出的线性光量子计算方案的核心，并且在量子信息的许多协议中起着至关重要的作用。量子干涉效应的产生是由于量子的不可逆性。迈克尔森干涉仪等光学干涉仪在单光子水平上提供了二阶相干性的测量，而洪欧曼德尔干涉仪被广泛用于描述双光子纠缠和不可逆性。然而，对于两个以上光子的系统，还没有一种有效的方法。最近，提出了一种新的干涉方案来量化多光子可分辨性的程度。在这里，我们报告了一个实验，以实现该计划的三光子的情况下。我们能够产生三个光子具有不同程度的时间可分辨性，并演示如何通过三光子干涉的可见性来表征它们。这种定量描述多光子不可逆性的方法对实现量子信息协议具有实际意义。
2006-06-14 quant-ph
Extraction of coherence times of biexciton and exciton photons emitted by a single resonantly excited quantum dot under controlled dephasing
该研究通过保持配对光子时间相关性不变，测量温度依赖的双光子干涉可见度，同时提取了单个量子点双激子和激子光子的相干时间，揭示了退相干对光子不可区分性的影响。
2025-05-22 quant-ph
Correlation functions with single photon emitters under noisy resonant continuous excitation
为了表征源的统计特性和不可测性，通常使用各种干涉仪测量发射场的关联函数。在这里，我们提出了一个理论框架的计算关联函数的两个能级系统，是由一个现实的噪音连续波激发激光共振驱动。在正确考虑噪声激励源的各种贡献的情况下，得到了一阶和二阶自关联函数的解析表达式。我们预测，即使在低功率区，噪声源对两能级系统动力学有很强的影响，这是更简单的模型所没有预料到的。在脉冲激发下，光子不可逆性的表征通常是通过测量用Hong-Ou-Mandel干涉仪获得的零延迟强度相关值来完成的。我们表明，这个数字是不相关的连续波激发制度，我们引入合并的时间窗口，一个数字的优点的基础上的概率解释的概念光子不可分割性。最后，我们使用合并时间窗来量化噪声连续波激发如何影响光子不可逆性。
2018-11-19 quant-ph
Near-unity efficiency and photon indistinguishability for the "hourglass" single-photon source using suppression of background emission
可扩展光量子信息处理中的持续挑战是将单光子源的收集效率$\varepsilon$和光子不可逆性$η$提高到1。在基于量子点的源中，任意地将产物$\varepsilon η$增加到接近1的前景最近受到质疑。在这项工作中，我们讨论了在声子诱导的退相干的存在下，效率和不稳定性之间的权衡的影响，我们表明，光子“沙漏”设计允许提高$\varepsilon η$超出预测的最大值为标准的微柱设计受到这种权衡。由于控制了自发发射进入背景辐射模式，这种权衡的规避是可能的，并且我们的工作突出了背景发射的工程在未来追求量子点单光子源的近统一性能中的重要性。
2022-11-20 physics.optics quant-ph
